Contrairement aux ordinateurs traditionnels qui utilisent des bits pour traiter l’information, les ordinateurs quantiques fonctionnent avec des qubits. Les bits classiques peuvent exister dans un état de 0 ou 1, tandis que les qubits peuvent être simultanément dans plusieurs états (0 et 1 en même temps) grâce aux propriétés de la mécanique quantique, une propriété connue sous le nom de superposition. Cette caractéristique permet aux ordinateurs quantiques de réaliser des calculs bien plus complexes et à une vitesse beaucoup plus élevée que les ordinateurs classiques.
Cependant, cette puissance s’accompagne de défis majeurs. Les qubits sont en effet extrêmement sensibles à leur environnement. Ils peuvent être perturbés par des interférences extérieures, ce qui conduit à des erreurs dans les calculs. C’est là que réside l’un des obstacles principaux à la réalisation d’ordinateurs quantiques utilisables : comment garantir des résultats fiables quand les erreurs sont si fréquentes ?
Pour pallier ces erreurs, les chercheurs ont développé ce qu’on appelle des qubits logiques. Contrairement aux qubits physiques, qui sont les unités de base d’un ordinateur quantique, les qubits logiques sont formés en combinant plusieurs qubits physiques. Cela permet de corriger les erreurs potentielles qui peuvent survenir durant les calculs.
Les qubits logiques sont donc comme un groupe de travailleurs qui collaborent pour s’assurer que le travail est bien fait, même si l’un d’entre eux fait une erreur. En d’autres termes, ce mécanisme de correction d’erreurs permet aux calculs quantiques d’être plus stables et moins susceptibles de produire des résultats incorrects.
Une des caractéristiques de la mécanique quantique est l’idée de la téléportation quantique. Il ne s’agit pas de déplacer physiquement un objet, mais de transférer instantanément des informations d’un endroit à un autre à l’aide d’un phénomène appelé intrication. L’intrication quantique permet à deux particules (ou qubits) d’être connectées de telle manière que l’état de l’une affecte immédiatement l’autre, peu importe la distance qui les sépare.
Dans cette nouvelle avancée, les chercheurs de Quantinuum ont réussi à téléporter des qubits logiques. Cette réalisation est révolutionnaire, car elle prouve que les informations stockées dans un qubit logique peuvent être transférées d’un endroit à un autre de manière fiable, même en utilisant des méthodes tolérantes aux pannes. C’est une étape cruciale pour rendre les ordinateurs quantiques pratiques et efficaces.
Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé leur processeur quantique à ions piégés H2 et ont testé deux méthodes : la chirurgie transversale et la chirurgie en treillis. La première méthode permet de manipuler plusieurs qubits à la fois, ce qui accélère ainsi le processus de téléportation. La seconde méthode consiste à ajuster les frontières des qubits, ce qui permet une compatibilité accrue entre différentes architectures quantiques. Bien que ces deux approches aient montré des résultats prometteurs, la méthode transversale s’est avérée plus fidèle et plus rapide.
Bien que cette avancée représente un grand pas en avant, l’on est encore loin d’un ordinateur quantique pleinement opérationnel. Les chercheurs doivent en effet encore résoudre de nombreux défis techniques, notamment la réduction des erreurs à grande échelle et la gestion de plusieurs qubits logiques de manière simultanée.
Néanmoins, la percée de Quantinuum montre que l’industrie progresse rapidement. La première téléportation de qubits logiques à l’aide de méthodes tolérantes aux pannes est un signe prometteur du fait que les ordinateurs quantiques deviendront un jour une réalité, ce qui transformera ainsi de nombreux aspects de notre vie quotidienne.
À terme, ces ordinateurs pourraient révolutionner de nombreux secteurs. En médecine, ils pourraient simuler des molécules complexes pour accélérer la découverte de nouveaux médicaments. Dans le domaine de la cryptographie, ils seraient capables de casser les codes les plus complexes en un temps record tout en permettant de créer de nouvelles méthodes de sécurité incassables. Enfin, dans l’intelligence artificielle, ces machines pourraient entraîner des modèles d’apprentissage profond bien plus efficacement qu’aujourd’hui.
https://www.quantinuum.com/press-releases/introducing-quantinuum
Quantinuum is a result of the combination of two global leaders in quantum computing: Honeywell Quantum Solutions and Cambridge Quantum
Voir aussi, concernant la France
Five French quantum computer-research startups were awarded contracts to develop two universal quantum computer prototypes by 2032. France’s defense-procurement agency selected Alice & Bob, C12, Pasqal, Quandela and Quobly for the project. March 6 2024
Europe Solidaire 